[实用新型]阳光自动追踪凹凸曲面反光镜传输照明装置

说明书

技术领域：

本实用新型公开了一种阳光自动追踪并通过凹凸曲面反光镜传输阳光的照明装置，属于太阳能应用技术领域。

背景技术：

照明是人类消耗能量最多的一项需求。据统计，发达国家的照明能耗占总能耗的9％以上，我国发达地区的照明能耗占总能耗的6％～9％。以美国为例，每天花在照明上的费用高达1亿美元以上，占全部发电量的1/4左右，而在照明用电中真正用于发光的不过25％，其余则变为了热能。

众所周知，太阳光是最典型、能量最强的自然光源，并且取之不尽，用之不竭。但实际上，仅有很少的太阳光通过玻璃窗、天窗，为人们用做室内照明，因此进一步开发利用太阳光不仅具有极大的潜力，可以有效节能，同时也符合人类追求高品质生活质量和生活环境的现代生活理念。

太阳光光纤采光照明技术由于具有系统体积小巧、照明方式特殊等优点，因此长期以来一直是国外的研究热点之一。这项技术通过聚光元件高效采集太阳光，借助柔软的光纤将太阳光很方便地传至任何所需场所使用，并且为提高采光效率，整机还配备有实时、精确跟踪太阳的装置。本实用新型申请人对该课题也进行了长期深入的研究，其核心技术成果曾向国家知识产权局提交过申请号为：200710022259.6、200810196402.8多项专利申请，其中已授权的200720037444.8《阳电采光器》公开了一种有聚光采光器、驱动聚光采光器转动的机械传动装置、控制机械传动装置的光信号反馈处理电路、向光信号反馈处理电路传送探测信号的光敏探测器组成的采光装置。该装置的具体情况可以参见已公开的专利文件，有光自动跟踪控制的基本过程为：当光敏探测器中的探测器件感知太阳光入射光线角度变化时，将向跟踪控制电路发出相应信号，在跟踪控制电路中信号经比较、放大处理后，控制机械传动机构向调整入射光线的相应方向运转，直至太阳光入射角度达到理想状态。

虽然本实用新型申请人经过对聚光、跟踪、传光等多项技术的成功攻关，使自行研制的自动跟踪太阳采光装置的性能价格比已处于国际领先水平，但由于该装置对光纤的长距离、低损耗传输性能和低成本制造技术要求都很高，而特定光纤的传输波长受到限制，加之国内家庭经济承受能力有限，因此尚未能在国内得到大面积推广应用。

实用新型内容：

基于上诉情况，本实用新型的目的在于：避开和减少上述技术中采用传光光纤存在的高传输性能与价格的矛盾，提出一种长距离、高效率、全光谱、低成本采集并传输太阳光的阳光自动追踪凹凸曲面反光镜传输照明装置，从而使其适合国情，得以推广。

为了达到上述目的，本实用新型采集阳光的阳光自动追踪凹凸曲面反光镜传输照明装置基本技术方案为：采光反射传输系统、感光探测传感器、追踪控制系统、机械传动装置、阳光转化电能系统、自动灯光补充系统、自动清洁装置、限位开关、防护罩所组成；采用遮光板两边的太阳能光伏电池作为方位角传感器，以及凹曲面聚光反光镜旁边装有高度角传感器，在凹曲面聚光反光镜和III号轴上、中、下端位置，装有高、中、低叁个对应的陆个限位开关；该装置适合高层天井建筑楼，利用屋顶阳光改善有天井高楼内的光线，让高楼的内部各处变得如同室外一样明亮。

在本实用新型上述技术方案基础上的进一步改进是：阳光转化电能系统是由光伏电池组件、蓄电池、控制器、逆变器、照明和驱动负载构成；电池板电源经过大功率二极管及控制系统给蓄电池充电。

所述的凹凸曲面反光镜为冷光反射镜面，其材质为金属铝、不锈钢、玻璃、塑料，且工作表面均须经过真空镀银膜制镜处理；凹曲面聚光反光镜的内表面为近似抛物线的弧面组成，阳光在抛物面反射面直接形成聚集光斑光束，依据光斑光束大小需求，来确定曲面半径的大小，凸曲面扩光反光镜表面为近似平面圆弧，经光反射后为发散光，依据发散光面积的大小需求，来确定曲面半径的大小。

所述的追踪控制系统是环境光感光探测器，将用来检测环境光的亮度以此来判断是否有太阳；方位角传感器和高度角传感器将东西南北方向的太阳能信号转换成电信号；中央处理电路：对太阳光跟踪传感器的信号进行采集后，经运算放大电路放大信号后传输给中央处理器，中央处理器分析后给出控制信号至动作驱动电路；动作驱动电路：有驱动器、限位开关、继电器和电机组成，中央处理器给出的控制信号经驱动器放大后驱动继电器，由继电器控制电机动作。

值得一提的是：凹曲面聚光反光镜上正前端和凸曲面扩光反光镜下方都装有透光平面防尘玻璃罩，其材质为玻璃或PC+UV透光板，表面至少被覆一层一定厚度的防止光线在表面上反射用的氟系列防反射膜；并安装了2个自动清洁刷。